化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)綜合復(fù)習(xí)資料

1、1外壓容器 容器內(nèi)外的壓力差小于零叫外壓容器 。2邊緣應(yīng)力 由于容器的結(jié)構(gòu)不連續(xù)等因素造成其變形不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的附加應(yīng)力為邊緣應(yīng)力。3基本風(fēng)壓值 以一般空曠平坦的地面、離地面10 米高處，統(tǒng)計(jì)得到的 30 年一遇 10 分鐘平均最大風(fēng)速為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算而得的值叫基本風(fēng)壓值。4計(jì)算厚度 由計(jì)算公式而得的壁厚叫計(jì)算壁厚。5低壓容器 對(duì)內(nèi)壓容器當(dāng)其設(shè)計(jì)壓力為 0.1MPa P 1.6MPa 時(shí)為低壓容器。 6等面積補(bǔ)強(qiáng)法 在有效的補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)， 開孔接管處的有效補(bǔ)強(qiáng)金屬面積應(yīng)大于或等于開孔時(shí)減小 的金屬面積 。7回轉(zhuǎn)殼體 一平面曲線繞同一平面的軸旋轉(zhuǎn)一周形成的殼體為回轉(zhuǎn)殼體。8公稱壓力 將壓力容器所受到的壓力

2、分成若干個(gè)等級(jí)，這個(gè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力等級(jí)就是公稱壓力 9計(jì)算壓力 在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下，用以確定容器壁厚的壓力為計(jì)算壓力 。1020R 20 表示含碳量為 0.2% ，R 表示容器用鋼 。11設(shè)計(jì)壓力 設(shè)定在容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)載荷，其值不低于工 作壓力。12強(qiáng)制式密封 完全依靠螺栓力壓緊墊片使之密封為強(qiáng)制式密封。13強(qiáng)度 構(gòu)件在外力作用下不至發(fā)生過(guò)大變形或斷裂的能力。14臨界壓力 導(dǎo)致外壓圓筒失穩(wěn)的外壓為臨界壓力。15主應(yīng)力 在單元體的三對(duì)相互垂直的平面上只作用有正應(yīng)力而無(wú)剪應(yīng)力， 這樣的平面為主平面。 在主平面上作用的正應(yīng)力為主應(yīng)力。二、判斷是非題（正確的劃，錯(cuò)誤劃）

3、1內(nèi)壓圓筒開橢圓孔時(shí)，其長(zhǎng)軸應(yīng)與軸線平行。（）2設(shè)計(jì)壓力為 4MPa的容器為高壓容器。（）3容器的名義厚度與計(jì)算厚度的差值是壁厚附加量。（）4受內(nèi)壓作用的容器必須按強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行壁厚設(shè)計(jì)。（）5一常壓塔最大壓應(yīng)力應(yīng)發(fā)生在安裝檢修時(shí)的設(shè)備迎風(fēng)側(cè)。（）6在補(bǔ)強(qiáng)圈上開有一個(gè) M10的小螺紋孔。（）7壓力容器無(wú)論制造完畢后或檢修完畢后，必須進(jìn)行壓力試驗(yàn)。（）8邊緣應(yīng)力具有自限性和局限性。（）9當(dāng)焊縫系數(shù)一定時(shí)，探傷比例隨焊縫系數(shù)的增加而減小。（）10容器的強(qiáng)度反映了外壓容器抵抗失穩(wěn)的能力。（）11壓力容器的設(shè)計(jì)壽命是從腐蝕裕量中體現(xiàn)出來(lái)（）12法蘭密封中，法蘭的剛度與強(qiáng)度具有同等重要的意義。（）13當(dāng)材

4、質(zhì)與壓力一定時(shí)，壁厚大的容器的應(yīng)力總是比壁厚小的容器應(yīng)力小（） 14塔的最大質(zhì)量出現(xiàn)在其水壓試驗(yàn)時(shí)（）15塔的穩(wěn)定性計(jì)算也可用計(jì)算法進(jìn)行計(jì)算。（ ）16從管理角度出發(fā)，低壓容器一定是一類容器。（ ）17內(nèi)、外壓容器的壁厚設(shè)計(jì)均是按強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。） 18以無(wú)縫鋼管制成的壓力容器其公稱直徑為鋼管的內(nèi)徑。（ ）19按無(wú)力矩理論求得的應(yīng)力為薄膜應(yīng)力，薄膜應(yīng)力是沿壁厚均勻分布的。 （ ） 20法蘭聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)中，墊片是一個(gè)不可缺少的元件之一。（ ）三、簡(jiǎn)答題1設(shè)置加強(qiáng)圈目的是什么 答：設(shè)置加強(qiáng)圈的目的是減小計(jì)算長(zhǎng)度，提高容器抗失穩(wěn)的能力。2壓力容器計(jì)算中壁厚名稱有幾種？ 答：有計(jì)算厚度，設(shè)計(jì)厚度，名

5、義厚度，有效厚度。3為何要限定水壓試驗(yàn)時(shí)的試驗(yàn)溫度？ 答：限定水壓試驗(yàn)的試驗(yàn)溫度是為了使水溫高于材料的轉(zhuǎn)脆溫度而低于水的沸點(diǎn)溫度， 確保水壓試驗(yàn)正常進(jìn)行 。4為何在薄壁容器的壁厚設(shè)計(jì)公式中引入焊縫系數(shù)？ 答：為了補(bǔ)償焊接應(yīng)力或焊接缺陷等因素對(duì)容器強(qiáng)度的削弱，所以引入焊縫系數(shù)。5設(shè)計(jì)某一鋼制外壓短圓筒時(shí)，發(fā)現(xiàn) 20g 鋼板算得的臨界壓力比設(shè)計(jì)要求低 10%，能 否改用屈服限比 20g高 35%的 16MnR 鋼板來(lái)滿足設(shè)計(jì)要求？ 答：不能。因?yàn)榕R界壓力與材料的強(qiáng)度無(wú)關(guān)。6一管法蘭為碳鋼。操作溫度為 300，操作壓力為 1.5MPa，試選擇法蘭型式及公稱 壓力？答：選平焊法蘭，其公稱壓力為 2.5

6、MPa 。7一外壓鋼制圓筒， 已知其臨界壓力為 1.2MPa，試問(wèn)當(dāng)外壓為 0.6MPa，內(nèi)壓為 0.1MPa 時(shí)能否使用該圓筒？1.2 答：不能。因?yàn)?Pcr=0.4MPa ， P0 Pi 0.6 0.1 0.5 Pcr3.0 所以，不能滿足穩(wěn)定性要求。8管法蘭按聯(lián)接方式分的有哪些類型？ 答：管法蘭按聯(lián)接方式分有整體法蘭、螺紋法蘭、和活套法蘭三種。9指出球殼上任意一點(diǎn)的第一與第二曲率半徑。設(shè)球的半徑為R？答：球殼上任意點(diǎn)的 第一與第二 曲率半徑均為 R 10塔在水壓試驗(yàn)時(shí)，其合成應(yīng)力的計(jì)算為何不考慮地震載荷的作用？ 答：因?yàn)槿藗儾粫?huì)在地震時(shí)進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)， 也就是說(shuō)， 水壓試驗(yàn)時(shí)沒(méi)有地震載荷

7、，因 此其合成應(yīng)力的計(jì)算可以不考慮地震載荷的作用。11法蘭聯(lián)結(jié)中，影響法蘭密封的因素有哪些？答： 影響法蘭密封的因素有： 螺栓預(yù)緊力 密封面型式 法蘭剛度 墊片性能 操作條件。12標(biāo)準(zhǔn)法蘭公稱壓力如何選??？答 ：法蘭公稱壓力的確定與法蘭的最大操作壓力和操作溫度以及法蘭材料三大因素有關(guān)。 當(dāng)法蘭材 料一定時(shí)，法蘭公稱壓力的選取滿足法蘭在最高操作溫度下的最高允許壓力大于等于法蘭的最 大操作壓力。13等面積不強(qiáng)法的補(bǔ)強(qiáng)原則是什么？答： 局部補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面積必須等于或大于開孔所減去的殼體截面積。14為何橢圓形封頭一般帶有一段直邊？答：使橢圓形封頭與筒體焊接時(shí)光滑連接，減小此焊縫處的邊緣應(yīng)力15外壓容器

8、的臨界壓力與那些因素有關(guān)？答： 容器的長(zhǎng)徑比、厚徑比有關(guān)與容器所用材料的的彈性模量、泊松比有關(guān)與容器的橢圓度有關(guān)。四、計(jì)算題1某化工廠反應(yīng)釜。內(nèi)徑 Di=1600mm，設(shè)計(jì)壓力 P=1.7MPa，材料用 0Cr18Ni9Ti ，工 作溫度 120 ,.許用應(yīng)力為t =137MPa，容器的焊縫系數(shù)取 =0.85，壁厚附加量為C=0.8mm。試設(shè)計(jì)釜體壁厚。解：計(jì)算壁厚pcDi1.7 16002 137 0.85 1.711.6(mm)S C 11.6 0.8 12.4(mm) 再向上圓整得名義厚度 Sn 14(mm)則 Se Sn C 14 0.8 13.2(mm)此反應(yīng)釜 的名義壁厚為 14m

9、m 。2. 某減壓塔，內(nèi)徑為 Di =2400mm，壁厚附加量為 C=2m，m筒體上下為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭， 筒體切線間長(zhǎng)度為 L=24600mm（包括封頭直邊長(zhǎng)度） ，塔體共設(shè) 9 個(gè)加強(qiáng)圈，塔體的設(shè) 計(jì)壓力為 P=0.1MPa，設(shè)計(jì)溫度為 150，塔體所用材料為 Q235-AR, 試用圖算法設(shè)計(jì)該 塔體的壁厚。材料的 s 235 MPa , E t 2.0 105 MPa解設(shè) Sn 12mm ,則Se 12 2 10mm,D0 Di 2Sn 2400 24 2424mm24600 232000D0252424240042500mm8001.0314, D0 Se242410004482.004

10、6324查得： A=0.00035B=47MPaABP= D =0.194MPaSeSn 12mm 為塔體壁厚合適。3沿頂部支承的儲(chǔ)罐如圖。 已知其中徑 D=2000m，m儲(chǔ)水高 H=5000m，m有效壁厚 Se=10mm， 頂部氣壓 P=0.2MPa，A點(diǎn)離儲(chǔ)罐底面之距離 X=2000m，m求 A 點(diǎn)的兩向薄膜應(yīng)力？解：PAHX水A:r1,r2 R, 其兩向薄膜應(yīng)力為：22Q (P H) R2 (P H)R 122 r2Se sin 22 RSe2Se(0.2 9.8 103 5 10 6) 10002 1012.45MPaPnSePr2Se(P x)RSe3622.94MPa(0.2 9.

11、8 103 3 10 6 ) 1000104. 如圖 2 所示的簡(jiǎn)易起重機(jī)橫梁 AB 的 A 端以鉸鏈固定， B 端有拉桿 BC，起重量 W=10KN 。 AB梁重 P=4KN 。BC 桿自重忽略不計(jì)，試求載荷 W位于圖示位置時(shí) BC桿的拉力和鉸鏈 A 的約束解：取 AB 桿為研究對(duì)象M A 0T 4a sin30 P 2a W 3a 0T P 1.5W =19 kNFx 0 T cos30 NAX 0 NAX 19 3 =16.45 kN2M B 0 N AY 4a P 2aWa0N AY =4.5 kN5. 某分餾塔，內(nèi)徑 Di=800mm ，實(shí)際壁厚n =8mm ，塔高 H=10m 。設(shè)計(jì)壓力P=0.9MPa ，設(shè)計(jì)溫度為 200 ，材質(zhì)為 16MnR ，塔體 t =170MPa ，s =345MPa ，焊縫系數(shù)=0.85 ，壁厚附加量C=2.0mm ， 水 9.8 103N/m3， / t =1.0。 校核此塔在此設(shè)計(jì)壓力下的強(qiáng)度。 校核此塔水壓試驗(yàn)時(shí)的強(qiáng)度。解： e n C 8 2=6mmpc(Die)0.9 (800 6) =60.45 MPa26 t 0.85 1